(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記誘導加熱コイルは、1つあるいは複数の環状コイル形状をしており、前記磁性部材を、前記環状コイル形状と対向する位置に接合したことを特徴とする請求項1〜請求項3何れか1項に記載の誘導加熱炊飯器。
複数個の前記磁性部材は、前記内釜外面底部の内側から外側に向けて突起形状の面積が小さくなるようにしたことを特徴とする請求項2〜請求項5何れか1項に記載の誘導加熱炊飯器。
【発明を実施するための形態】
【0016】
実施の形態1.
(全体の構成)
図1は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の概略構成を示す斜視図、
図2は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の概略構成を示す蓋体を開けた状態の斜視図、
図3は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の内部構成を示す断面図、
図4(a)は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の誘導加熱コイルの形状の1例を上方からみた概略図、
図4(b)は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の誘導加熱コイルの形状の他の例を上方からみた概略図である。
図1から
図4により、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の概略全体構成を説明する。
【0017】
図1に示すように、100は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器であり、本体1と蓋体2で構成されている。本体1と蓋体2はそれぞれ用途に応じた樹脂素材からなり、例えば樹脂成形により形成されているが、必ずしも樹脂素材に限定されるものではなく、本体1の外装に金属板を加工したものを使用してもよい。
【0018】
蓋体2には、
図1に示すように蓋上面カバー2aを有しており、蓋体2の前方寄りの上部の蓋上面カバー2aに、透過性のある表示窓4が設けられている。表示窓4は、操作結果や動作状況を表示するための図示しない表示パネルの表示内容を視認するためのものである。
【0019】
表示窓4の周辺には、炊飯器100を操作するために、それぞれ炊飯、保温、予約等の機能が与えられた各種の操作キー(詳細図示せず)を有する操作部3が設けられていて、表示パネルの表示内容を見ながら操作ができるようになっている。
【0020】
また、蓋体2の後方寄りには、炊飯時に発生する蒸気を排出する排気口2bが設けられている。なお、本発明の実施の形態1では、蒸気を本体外に排出するタイプの誘導加熱炊飯器で説明しているが、蒸気を本体外に排出しないタイプの誘導加熱炊飯器でもよく、その場合では蒸気の排気口は設けられない。
【0021】
図2に示すように、本体上面前方に係止部5aが設けられており、蓋体2に設けられた図示しない係合部と係止部5aが係合して、蓋体2が本体1の上面を閉塞している。蓋体2は、ヒンジ部8に設けられた図示しない回動軸で、後方の端部が回動自在に軸止されている。
【0022】
蓋体2は、本体1の前方に設けられた係止解除ボタン5を押込むことにより、図示しない係合部と係止部5aとの係合が外れ、回動軸を中心にして開放方向への付勢力を蓋体2に与えている図示しない付勢手段により、所定の位置まで回動し開放される。
【0023】
図2に示すように、本体の中央部には開口を有しており、この開口は内釜収納部で被炊飯物である水と米を収容する内釜6が着脱自在に収納される。蓋体2の内釜6と対向する面には内蓋7が設けられ、蓋体2が閉塞された状態で、内釜6の上部周縁に設けられたフランジ6aと内蓋7の外周に設けられたシールパッキン7aが全周にわたって接触しシールされる。
【0024】
内蓋7には、内釜6内の被炊飯物から加熱時に発生するうまみ成分を内釜6内に戻すために設けられたカートリッジ7bが着脱自在に装着されている。カートリッジ7bには、内釜6内の被炊飯物から加熱時に発生する蒸気を外部に排出する連通口2cも設けられており、連通口2cは排気口2bと連通している。
【0025】
図3に示すように、本体1内には内釜6を加熱し、収容した米を炊飯するための加熱手段である誘導加熱コイル10a、10b、10cが設けられている。
なお、この実施の形態1では、誘導加熱コイルを
図4(a)に示すような複数に分割している環状コイル形状として説明するが、これに限定されるものではなく、
図4(b)に示すような分割していない1つの環状コイル形状の誘導加熱コイル50でもよい。
【0026】
内釜6の胴部を取り囲むように、胴ヒーター13が設けられている。胴ヒーター13は炊飯時及び保温時に通電され、炊飯及び保温の温度調整に利用される。
【0027】
加熱コイル10aの内側には、内釜6の外側中央部と接触するように温度センサー11が設けられている。温度センサー11は炊飯時の内釜6の温度を検出し、炊飯の制御に利用される。
【0028】
本体1の後(背面)側の空間には制御基板9が設けられている。制御基板9には、図示しない電源回路、マイコン、マイコンの制御に基づいて誘導加熱コイル10a、10b、10cに高周波電流を供給するインバーター回路、メモリ等が実装されている。メモリには、前述の操作部3の操作キーによる操作に応じてマイコンを動作させる制御プログラム等が格納されている。
【0029】
本体1の下部には、樹脂素材からなり樹脂成形により形成された底板14が設けられており、制御基板9及び誘導加熱コイル10a、10b、10cを冷却するための冷却ファン12が取付けられている。また、底板14には図示しない巻取り式の電源コードが設けられている。
【0030】
冷却ファン12は制御基板9の下方に配置され、炊飯が開始されると動作して底板14に設けられた図示しない吸気穴から外気を吸気し、制御基板9及び誘導加熱コイル10a、10b、10cへ送風、冷却するようになっている。
【0031】
誘導加熱コイル10a、10b、10cは、前述のように内釜6を加熱し、収容した米を炊飯するための加熱手段である。誘導加熱コイル10a、10b、10cに、商用電源をインバーター回路で整流して直流とした高周波電流を流すことで、磁力線(交番磁界ともいう)が発生し、その磁力線が及ぶ範囲にある磁性金属にうず電流が流れる。
【0032】
磁性金属にうず電流が流れると、金属の電気抵抗によりジュール熱が発生して磁性金属自体が発熱することになり、これが誘導加熱という加熱方式である。
【0033】
誘導加熱コイル10a、10b、10cに発生する磁力線は、コイルの上下方向に発生する。上側に発生する磁力線は、内釜6を加熱することになるが、下側に発生する磁力線は、底板14側へ漏洩し損失となってしまう。そのため、下側に発生する磁力線の漏洩を防止するため、
図4(a)に示すように誘導加熱コイル10a、10b、10cの下側に、磁性体15が設けられている。
【0034】
磁性体15は薄い長方形状をしており、フェライトで形成されている。フェライトとは酸化鉄と金属の複合酸化物で、磁性セラミックスとも呼ばれる。強磁性であり、セラミックスであるため導電性が低いので磁力の漏洩防止に効果がある。
【0035】
磁性体15は、発生する磁力線の方向と平行になるように配置することが好ましく、内側から外側に向かって放射状に配置されている。これは、
図4(b)に示すように1つの環状コイル形状の誘導加熱コイル50でも同様である。
このように磁性体15を配置することで、下側に発生する磁力線の漏洩を防止し、それにより上側に向けられる磁力線を多くして、内釜6を加熱する力を強くできる。
【0036】
(内釜の構成)
誘導加熱コイル10a、10b、10cの加熱対象は内釜6であり、内釜6の構成について
図5を用いて説明する。
図5(a)は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の内釜を、中心を通る線で切断した断面図、
図5(b)は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の内釜を外面底部側から見た図、
図5(c)は磁性部材の拡大図である。
【0037】
内釜6は
図5(a)のように、上方が開口した有底の円筒状をしており、
図5(c)に示すような磁性金属22と非磁性金属23の異種金属の貼り合せ材であるクラッド材を、プレス加工にて深絞りすることで形成されている。磁性金属には例えばステンレスが、非磁性金属には例えばアルミニウムが用いられる。
【0038】
内釜6は円筒状に加工された状態で、誘導加熱コイル10a、10b、10cに近接する外面に磁性金属22、被炊飯物である水と米を収容する内面に非磁性金属23となるようになっていて、内面の表面には被炊飯物のこびりつきを抑制するためのフッ素樹脂コート24が施されている。
【0039】
また、内釜6の外面底部には、円柱凸形状をした複数の同一円周(面積)の磁性部材20が内側から外側に向かって放射状に接合されている。磁性部材20は、プレス加工される内釜6とは別部材となっていて、プレス加工された後の内釜6に接合している。よって、異種金属の貼り合せ材であるクラッド材をプレス加工等で部分的に突出させていないため、異種金属の貼り合せ箇所にダメージを与えることがない。
【0040】
なお、磁性部材20は全て同じ高さのものでもよいが、内釜6の底部が単一平面ではなく、内側と外側で高さが異なる場合には、その高低差に合わせて磁性部材20の高さを変更してもよい。そうすることでキッチンのカウンタートップや卓上に安定して置くことができる。
【0041】
磁性部材20の接合の一例として、例えばスポット溶接がある。スポット溶接は比較的容易な方法で、素材間に電気を通すと抵抗発熱して素材が溶けて接合されるものである。
なお、スポット溶接は一例であり、アーク溶接やレーザー溶接などでもよく、溶接手段を特に限定する必要はない。但し、できるだけ隙間なく溶接できることが望ましい。
【0042】
磁性部材20は誘導加熱コイル10a、10b、10cと対向する位置に接合するようにしており、内釜6の外面底部より突出しているので、誘導加熱コイル10a、10b、10cにより近接するようになる。磁性部材20の表面にはスポット溶接したときに、溶接用の電極による圧痕21(
図5(c)参照)が生じるが、その部位は、さらに誘導加熱コイル10a、10b、10cに近接する。
【0043】
誘導加熱コイル10a、10b、10cが発生する磁力線は、誘導加熱コイル10a、10b、10cに近く突出した箇所に集まる傾向があり、その箇所にうず電流がより多く流れて強く発熱するようになる。
【0044】
そのため、炊飯のときに磁性部材20が接合された箇所が早く発熱し、磁性部材20が接合された箇所と接合されていない箇所に温度差が生じ、内釜内面底部の早く熱くなった箇所から気泡が発生し、その気泡が上昇や破裂することで被炊飯物である水と米に対流が発生する。
【0045】
また、磁性部材20が接合された箇所は、内釜6の厚さと磁性部材20の厚さを足した厚さとなり金属の容積が大きくなるので、磁性部材20が接合されていない箇所と比べて熱容量も大きくなって、温度差が持続されることにより温度差による気泡の発生状況の違いも持続され、対流がより促進される。これによって全体が均一に加熱され、炊きむらの少ない炊飯を行うことが可能となる。
【0046】
それから、前述のように磁性体15が配置されている箇所は、磁力線の漏洩が抑制されて内釜6を加熱する力が強くなっているので、ともに放射状となっている磁性体15の配置位置と磁性部材20の配置位置を合わせることで、より加熱力を向上させることができる。この場合、磁性体15の配置位置と磁性部材20の配置位置がずれないように、内釜6と内釜収納部に位置合わせを設けることが望ましい。
【0047】
なお、本発明の実施の形態では磁性部材を接合したが、部分的に厚さを増す方法として高温で溶解した磁性部材である金属を内釜に吹き付け(溶射ともいう)をする方法がある。但し、特定の形状が必要な場合、吹き付けをした後で加工する必要があるので、別体の磁性部材を溶接する方法に比べ、後加工に要する手間とコストが大きくなるため、溶接で結合することが望ましい。
【0048】
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る誘導加熱炊飯器は、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器と内釜の形態が異なり、それ以外は、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器と同様である。
【0049】
そのため、
図6によって、本発明の実施の形態2に係る誘導加熱炊飯器の内釜について説明し、それ以外の説明は省略する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る誘導加熱炊飯器の内釜を外面底部側から見た図である。
【0050】
図6に示すように内釜6の外面底部には、誘導加熱コイル10a、10b、10cと対向する位置に、円環状で径の異なる磁性部材30a、30b、30cが接合されている。なお、ここでは3重の円環状としたが、誘導加熱コイル10a、10b、10cと対向する位置に設けられていれば、2重あるいは4重等でもよく、適宜設定できる。
【0051】
磁性部材30a、30b、30cは、プレス加工される内釜6とは別部材となっていて、プレス加工された後の内釜6に接合している。よって、異種金属の貼り合せ材であるクラッド材をプレス加工等で部分的に突出させていないため、異種金属の貼り合せ箇所にダメージを与えることがない。
【0052】
なお、磁性部材30a、30b、30cは全て同じ高さのものでもよいが、内釜6の底部が単一平面ではなく、内側と外側で高さが異なる場合には、その高低差に合わせて径だけではなく磁性部材40a、40b、40cの高さを変更してもよい。そうすることでキッチンのカウンタートップや卓上に安定して置くことができる。
【0053】
それから、図示していないが、磁性部材30a、30b、30cは内釜6の外面底部より突出しているので、誘導加熱コイル10a、10b、10cにより近接するようになる。
【0054】
誘導加熱コイル10a、10b、10cが発生する磁力線は、誘導加熱コイル10a、10b、10cに近く突出した箇所に集まる傾向があり、その箇所にうず電流がより多く流れて強く発熱するようになる。
【0055】
そのため、炊飯のときに磁性部材30a、30b、30cが接合された箇所が早く発熱し、磁性部材30a、30b、30cが接合された箇所と接合されていない箇所に温度差が生じ、内釜内面底部の早く熱くなった箇所から気泡が発生し、その気泡が上昇や破裂することで、被炊飯物である水と米に対流が発生する。
【0056】
また、磁性部材30a、30b、30cが接合された箇所は、内釜6の厚さと磁性部材30a、30b、30cの厚さを足した厚さとなり金属の容積が大きくなるので、磁性部材30a、30b、30cが接合されていない箇所と比べて熱容量も大きくなって、温度差が持続されることで温度差による気泡の発生状況の違いも持続され、対流がより促進される。これによって全体が均一に加熱され、炊きむらの少ない炊飯を行うことが可能となる。
【0057】
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る誘導加熱炊飯器は、本発明の実施の形態1及び本発明の実施の形態2に係る誘導加熱炊飯器と内釜の形態が異なり、それ以外は、本発明の実施の形態1及び本発明の実施の形態2に係る誘導加熱炊飯器と同様である。
【0058】
そのため、
図7によって、本発明の実施の形態3に係る誘導加熱炊飯器の内釜について説明し、それ以外の説明は省略する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る誘導加熱炊飯器の内釜を外面底部側から見た図である。
【0059】
図7に示すように内釜6の外面底部には、誘導加熱コイル10a、10b、10cと対向する位置に、円柱凸形状で円周(面積)の異なる磁性部材40a、40b、40cが内側から外側に向かって小さくなるように放射状に接合されている。
【0060】
磁性部材40a、40b、40cは、プレス加工される内釜6とは別部材となっていて、プレス加工された後の内釜6に接合している。よって、異種金属の貼り合せ材であるクラッド材をプレス加工等で部分的に突出させていないため、異種金属の貼り合せ箇所にダメージを与えることがない。
【0061】
なお、磁性部材40a、40b、40cは全て同じ高さのものでもよいが、内釜6の底部が単一平面ではなく、内側と外側で高さが異なる場合には、その高低差に合わせて円周(面積)だけではなく磁性部材40a、40b、40cの高さを変更してもよい。そうすることでキッチンのカウンタートップや卓上に安定して置くことができる。
【0062】
それから、図示していないが、磁性部材40a、40b、40cは内釜6の外面底部より突出しているので、誘導加熱コイル10a、10b、10cにより近接するようになる。
【0063】
誘導加熱コイル10a、10b、10cが発生する磁力線は、誘導加熱コイル10a、10b、10cに近く突出した箇所に集まる傾向があり、その箇所にうず電流がより多く流れて強く発熱するようになる。
【0064】
そのため、炊飯のときに磁性部材40a、40b、40cが接合された箇所が早く発熱し、磁性部材40a、40b、40cが接合された箇所と接合されていない箇所に温度差が生じ、内釜内面底部の早く熱くなった箇所から気泡が発生し、その気泡が上昇や破裂することで、被炊飯物である水と米に対流が発生する。
【0065】
また、磁性部材40a、40b、40cが接合された箇所は、内釜6の厚さと磁性部材40a、40b、40cの厚さを足した厚さとなり金属の容積が大きくなるので、磁性部材30a、30b、30cが接合されていない箇所と比べて熱容量も大きくなって、温度差が持続されることで温度差による気泡の発生状況の違いも持続され、対流がより促進される。
【0066】
さらに、磁性部材40a、40b、40cは、内釜6の中心寄りから外方向へ向かって、徐々に大きさが小さくなるように配置されている。中心寄りに大きい磁性部材40aが配置されているので中心寄りがより加熱され、中心寄りから外側への対流が促進されることになり、これによって全体が均一に加熱され、炊きむらの少ない炊飯を行うことが可能となる。
【0067】
それから、前述のように磁性体15が配置されている箇所は、磁力線の漏洩が抑制されて内釜6を加熱する力が強くなっているので、ともに放射状となっている磁性体15の配置位置と磁性部材40a、40b、40cの配置位置を合わせることで、より加熱力を向上させることができる。この場合、磁性体15の配置位置と磁性部材40a、40b、40cの配置位置がずれないように、内釜6と内釜収納部に位置合わせを設けることが望ましい。
【0068】
実施の形態4.
本発明の実施の形態4に係る誘導加熱炊飯器は、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の内釜に接合された磁性部材20に弾性部材を付けた点が異なり、それ以外は、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器と同様である。
【0069】
そのため、
図8及び本発明の実施の形態1で前出した
図5によって、本発明の実施の形態4に係る誘導加熱炊飯器の内釜について説明し、それ以外の説明は省略する。
図8は、本発明の実施の形態4に係る誘導加熱炊飯器の内釜の磁性部材に弾性部材を付けた状態の部分拡大図である。
【0070】
本発明の実施の形態1で説明したように内釜6の外面底部には、誘導加熱コイル10a、10b、10cと対向する位置に、円柱凸形状をした同一円周の磁性部材20が複数接合されている。
【0071】
磁性部材20には、
図8に示すように、その外周を覆うように弾性部材60が取り付けられている。弾性部材60は、例えば耐熱性の高いシリコーンゴムのような柔軟で弾力のある材料で形成され、後から圧入する等して取り付ける。
【0072】
磁性部材20の表面にはスポット溶接したときに、溶接用の電極による圧痕21(
図5(c)参照)が生じ、そのままではキッチンのカウンタートップや卓上を傷つける可能性がある。
【0073】
しかし、柔軟で弾力のある弾性部材60を取り付けることで、キッチンのカウンタートップや卓上を傷つけることがなくなる。また、シリコーンゴムのような材料で形成されている弾性部材60を取り付けることで、キッチンのカウンタートップや卓上で、内釜6が滑らないようにする滑り止めの効果も得られる。
【0074】
なお、本発明の実施の形態4では、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱炊飯器の内釜6に接合された磁性部材20に弾性部材60を付けた例で説明したが、本発明の実施の形態2に係る誘導加熱炊飯器の内釜6に接合された磁性部材30a、30b、30cに弾性部材を付けても、本発明の実施の形態3に係る誘導加熱炊飯器の内釜6に接合された磁性部材40a、40b、40cに弾性部材を付けてもよく、何れも同様の効果を得ることができる。
【0075】
以上のように本発明の実施の形態に係る誘導加熱炊飯器によれば、磁性部材を別部材として接合しており、磁性部材が接合された箇所は、内釜の厚さと磁性部材の厚さを足した厚さとなり金属の容積が大きくなるので、磁性部材が接合されていない箇所と比べて熱容量も大きくなって温度差が生じ、内釜内面底部の早く熱くなった箇所から気泡が発生し、その気泡が上昇や破裂することで、被炊飯物である水と米に対流が発生することで全体が均一に加熱され、温度差が持続されることで温度差による気泡の発生状況の違いも持続されて対流がより促進され、これによって炊きむらの少ない炊飯を行うことが可能となる。
【0076】
また、磁性部材を別部材として接合しており、異種金属の貼り合せ材であるクラッド材をプレス加工等で部分的に突出させていないため、異種金属の貼り合せ箇所にダメージを与えることがないので、高温となる炊飯の加熱時に内釜が変形することがない。
【0077】
さらに、磁性部材に弾性部材を取り付けたことで、磁性部材でキッチンのカウンタートップや卓上を傷つけることがなく、キッチンのカウンタートップや卓上で、内釜6が滑ることがない。